ITER理事会审查进展,新基准下推进项目
摘要
第38届ITER理事会会议在法国召开,审查了项目建造、组装和许可进展。会议指出,关键部件组装和系统测试取得进展,法国核安全监管机构同意将真空室排除在特定压力设备法规之外。项目正按2024年新基准推进,以应对此前因部件缺陷、疫情和供应链问题导致的延误和预算增加,实质性等离子体研究推迟至2034年。

第38届ITER理事会会议在法国Saint-Paul-lez-Durance圆满落幕,会议肯定了项目执行方面的强劲进展。这一管理机构审查了建造、组装和许可方面的各项里程碑,以推进世界上最大的磁约束等离子体物理实验。
ITER是一项同类首创的全球合作项目。作为东道主,欧洲承担了其建造费用的近一半(45.6%),而该国际联合项目的其他六个成员(中国、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国)则平均分摊剩余费用(各占9.1%)。然而,实际上,各成员方为项目提供的资金贡献很少,而是以部件、系统或建筑的形式提供“实物”贡献。
ITER的目标是以50兆瓦的等离子体加热功率输入,实现500兆瓦的运行(至少持续400秒)。约有33个国家正在合作建造ITER,其中许多国家通过其国内机构参与。建造工作始于2010年。
建造工作始于2010年,原定2018年首次等离子体的目标日期在2016年被ITER理事会推迟至2025年。2024年6月,一项修订后的项目计划公布,该计划旨在实现“科学和技术上稳健的初始运行阶段,包括2035年的氘-氘聚变运行,随后进行全磁能和等离子体电流运行”。2025年12月举行的第37届ITER理事会会议报告了重大进展。
第38届理事会指出,组装进展体现在一些关键行动上,例如中央螺线管模块的最终校准和真空室扇区的就位。关键的电站系统正进入测试阶段,其中ITER低温装置内成功实现氦液化是突出亮点。法国核安全与辐射防护局同意将ITER真空室排除在特定的欧洲压力设备指令法规之外。这一决定将提高成本和进度效率。理事会赞扬了“私营部门聚变接洽”项目,该项目积极向新兴的私营聚变公司转让技术专长和知识。
理事会会议确认,项目正成功地在“2024年基准”下运行,该基准提供了一个更新的框架来管理过去的大流行病和技术延误。当前框架确立了明确、技术上合理的里程碑,旨在简化组装流程并透明地沟通开发进展。
主要的实体里程碑正在迅速推进。第五个扇区模块于2026年5月成功吊装就位,第六个中央螺线管模块的最终吊装和定位于2026年6月完成。新投入运行的磁体冷测试设施为这一时间表提供了有力支持,使得部件在进入关键组装路径之前能够进行严格的集成测试。
ITER项目的时间表修复是由于在两个主要的同类首创部件——真空室热屏蔽层和真空室扇区模块——中发现了严重的质量控制失败和技术缺陷。热屏蔽管道出现了应力腐蚀。在冷却液管道中检测到严重裂纹和氦泄漏。弯曲和焊接管道引起的高应力因缓慢的化学反应而加剧。制造过程中残留的氯化物引发了应力腐蚀开裂。工程师们不得不剥离并更换所有真空室和低温恒温器热屏蔽面板上约23公里的冷却管道。
真空室扇区出现了尺寸不符合项。制造的有六层楼高的钢制扇区运抵时出现了显著的尺寸翘曲。在必须连接的焊接坡口处发现了高达两厘米的间隙和错位。由于现场和工厂焊接过程中产生的收缩应力,这一巨型部件变形走样。
技术人员不得不采用一套细致的多步骤工艺,结合手工金属堆焊、精密机器人加工和广泛的超声检测,将边缘重新加工至毫米级公差。由于其中一个有缺陷的真空室模块已被吊装至机器基坑内,组装工作不得不完全停止。各团队不得不将整个440吨重的部件吊起并拆解,以便在现场车间进行维修。
ASNR近期批准的监管转变直接保护了时间表免受额外的结构性干扰。ASNR正式将ITER的真空室排除在实施欧洲压力设备指令的法国法律的严格范围之外。真空室仍被归类为受全面核安全监督的“保护重要部件”。然而,技术要求和监测准则正在针对聚变而非传统裂变的特性进行专门调整。这种“适用性”方法避免了冗余的行政程序和制造限制。摆脱通用压力设备指令消除了瓶颈,直接防止了成本超支和建造延误。
部件缺陷,加上通货膨胀和全球供应链压力,引发了预算的大幅增加。欧洲审计院确认,新的基准将需要仅欧盟就额外提供42亿欧元(合478亿美元),欧盟承担了该项目约45%的总建造成本。
为避免未来部件失效,ITER领导层放弃了使用铍第一壁的原计划,转向钨设计。这一变更立即增加了巨大的材料和工程成本,但最终将通过防止第一壁在早期高功率测试中退化而节省资金。
原定2025年实现低功率“首次等离子体”的目标已被完全放弃,因为这需要运行一台已知存在未修复内部缺陷的机器。取而代之的是,ITER在“2024年基准”下转向了“研究运行启动”的理念,时间表大幅调整。实质性的等离子体研究现定于2034年进行,满功率运行定于2039年。通过推迟时间表,工程师们获得了必要的时间,可以在不仓促进行高精度机器人维修的情况下,在基坑内仔细校准真空室模块。
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